Kvalitetssäkring vid upphandling av

svetsat gods

STEFAN IVARSSON

Examensarbete Stockholm, Sverige 2010

Kvalitetssäkring vid upphandling av svetsat gods

av

Stefan Ivarsson

Examensarbete MMK 2010:63 MKN 028

KTH Industriell teknik och management

Maskinkonstruktion

SE-100 44 STOCKHOLM

1

Examensarbete MMK 2010:63 MKN 028

Kvalitetssäkring vid upphandling av svetsat gods

Stefan Ivarsson

Godkänt

2010-06-21

Examinator

Ulf Sellgren

Handledare

Lars Wallentin

Uppdragsgivare

Pontus Linderholm

Kontaktperson

Håkan Berglund

Sammanfattning

Företaget Eco-Log är ett förhållandevis litet företag som tillverkar skördare och skotare. För att

kunna hålla konkurrensmässiga priser har de lagt ut svetsningen på underentreprenad och ägnar

sig således endast åt konstruktion, montering och försäljning av sina maskiner. På senare tid har

de upplevt att kvalitén hos ingående material hos svetsade detaljer har varierat på ett

oroväckande sätt och ville således skärpa upp kvalitén till den högre nivån.

Om man väljer att lägga ut svetsningen på entreprenad är det viktigt att man utför en del åtgärder

för att säkerställa att man behåller den kvalitet svetsfogarna kräver. När man dessutom väljer att

lägga ut tillverkning på låglöneländer är det än viktigare att tillverkningsunderlaget inte lämnar

utrymme till fri tolkning som kan ge bristande kvalité som följd.

Syftet med examensarbetet är att ta fram inköpsrutiner som säkerställer att man får den kvalité

man behöver, trots att tillverkningen sker externt.

En provstruktur togs fram för att bedöma hur väl en underleverantör klarar att leverera ett

acceptabelt resultat. Därtill vidareutvecklades en checklista med kontrollfrågor som antyder om

svetsverkstaden har den utrustning och ordning som krävs för att bedriva kvalitativ svetsning.

Slutligen togs ett betygssystem fram som möjliggör att utvärdera olika underleverantörer i

förhållande till varandra, baserat på Eco Logs tidigare erfarenhet av dessa leverantörer.

2

3

Master of Science Thesis MMK 2010:63 MKN 028

Quality control for outsourced welded parts

Stefan Ivarsson

Approved

2010-06-21

Examiner

Ulf Sellgren

Supervisor

Lars Wallentin

Commissioner

Pontus Linderholm

Contact person

Håkan Berglund

Abstract

Eco-Log is by comparison a small manufacturer of harvesters and foresters. In order to keep

competitive prices they have outsourced the welding operation to under entrepreneurs, keeping

design, assembly and sales in house. Recently they have found a trend where the quality of

welded components has varied, so they had a strong desire to sharpen the quality to the higher

level.

If the welding operation is outsourced to other entrepreneurs it is important to take steps to

ensure the quality of the welds is kept at the level the product needs. When outsourcing to low-

cost countries it will be even more important to be clear in the order specifications and not leave

loopholes which may result in too poor quality and defect products.

The purpose of this work was to create the tools needed to ensure that the quality is kept at

sufficient level without the direct control of having in-house manufacturing.

A test structure was developed to test the manufacturer’s skills and see if they can produce an

acceptable result. In addition to the test structure a checklist was updated to include questions

about welding exposing the state of the workshop which has a significant effect on the end result.

To implement this into production a grading system were developed to compare different

entrepreneurs against each other based on past experience working with them.

4

5

Innehåll Inledning .......................................................................................................................................... 6

Bakgrund ..................................................................................................................................... 6

Syfte ............................................................................................................................................ 6

Avgränsningar ............................................................................................................................. 6

Teori ................................................................................................................................................ 7

Svetsning Allmänt ....................................................................................................................... 7

Vad innebär begreppet svetskvalitet? .......................................................................................... 8

Leverantörskontroll ..................................................................................................................... 9

Mätning av svetsfog. ................................................................................................................... 9

Utrustning .................................................................................................................................. 11

WPS ........................................................................................................................................... 12

Genomförande ............................................................................................................................... 14

Lösning med betygssystem. ...................................................................................................... 15

Teststruktur ................................................................................................................................ 16

Provning .................................................................................................................................... 18

WPS ........................................................................................................................................... 18

Resultat .......................................................................................................................................... 19

Okulärbesiktning ....................................................................................................................... 19

Endoskopi .................................................................................................................................. 19

Makroskopi ................................................................................................................................ 20

Brytprovning ............................................................................................................................. 20

Diskussion och slutsats .................................................................................................................. 21

Slutsats ...................................................................................................................................... 21

Obesvarade nya frågeställningar ............................................................................................... 22

Erkännanden .................................................................................................................................. 23

Referenser ...................................................................................................................................... 24

Bilaga 1 Skiktbristning

Bilaga 2 Svetsdatablad (WPS)

Bilaga 3 Teststruktur

6

Inledning Svetsning är en betydande del i den värdeskapande kedjan. Men samtidigt är detta en operation

som små och mellanstora företag av kostnadsskäl gärna lägger ut på underleverantörer. I

samband med det måste man säkerställa att man bibehåller den kvalitet man behöver då

bristande kvalitet i svetsade detaljer snabbt får allvarliga konsekvenser för slutprodukten. Detta

examensarbete utreder de åtgärder man bör ta för att undgå kvalitetsproblem då svetsning läggs

ut på underentreprenörer.

Bakgrund Eco-Log är ett förhållandevis litet företag med 60 anställda som tillverkar skogsmaskiner, både

skotare, skördare och gallringsmaskiner [10]. De har ganska lång erfarenhet i sin bransch och då

företaget är en avknoppning ur tidigare koncerner har de delar av produkter som de har tillverkat

i flera decennier. Men på senare tid har de upplevt att kvalitén hos de ingående komponenterna

har varierat på ett oroväckande sätt. Den bristande kvalitén medför defekta komponenter som då

måste kasseras eller i vissa fall repareras. Detta leder i sin tur till leveransförseningar och

merkostnader, både i form av tid då maskinen står på verkstadsgolvet i väntan på delar och i

pengar i form av delar som går direkt till skrot. Dessutom medför kvalitetsproblemet en risk att

en defekt produkt kan slinka vidare till en kund.

Syfte Syftet med examensarbetet är att få fram en metod att upphandla svetsat gods av den kvalitet

man behöver. Både genom att informera sina underleverantörer om vilken kvalitet man ska ha

och genom att säkerställa att man har fått det man har beställt genom rutinmässig

stickprovskontroll. Man vill även sortera sina underleverantörer efter förmåga så att rätt

underleverantör anlitas till rätt arbeten för att få den mest kostnadseffektivaste kombinationen.

Men viktgast är att man vill säkerställa att man får den kvalitet man behöver.

Avgränsningar Även om många av riktlinjerna för kvalitetssäkring säkerligen är tillämpbara på många andra

områden inom svetsning så är de framtagna för svetsning av konstruktionsstål i materialgrupp 1 i

dimensioner från 3 till 22mm, och för konventionella svetsmetoder. Kvalitet är ett

mångdisciplinärt område som hos de flesta företag delas mellan Ekonomi, Produktion och

Konstruktion. Detta examensarbete behandlar endast den del där alla tre möts, och fördjupar sig

inte i hur valet av kvalitetsnivå påverkar företagets ekonomiska risktagande, hur en svetsverkstad

bör skötas mer i detalj, eller hur detaljer bör formges för att lämpa sig för svetsning. En av

grundförutsättningarna är att det är fråga om att lägga ut sin tillverkning på entreprenad, därav är

arbetet mer inriktat på att hitta brister hos sin underleverantör än att faktiskt hitta åtgärder för att

förbättra dessa brister. De utvecklade metoderna är utvecklade för att kunna appliceras på alla

Eco Logs underleverantörer, men inom ramen för examensarbetet är utprovningen av

underleverantörer begränsad till en, av konkurrensskäl ej namngiven underleverantör.

7

Teori Svetsning Allmänt Svetsning är en fogningsmetod där man med värme smälter samman komponenter, detta skall då

inte blandas ihop med lödning där man smälter upp ett tillsatsämne som formar sig runt de

komponenter som ska sammanfogas och därigenom tvingar dem samman. De flesta

svetsmetoderna tillför ett tillsatsmaterial för att fylla ut den yta fogen ska uppta. Detta ämne

brukar kallas tillsatsmaterial och är i regel artlikt med det material som skall sammanfogas.

Materialet som ska sammanfogas brukar i sammanhanget kallas grundmaterial.

Det område som påverkas av den värmebehandling som svetsningen medför kallas HAZ, Heat

Affected Zone. Figur 1 nedan visar hur de olika zonerna breder ut sig [4].

Figur 1. Ytor och områden i HAZ, 1. Strukturändringsgräns, 2. Omvandlingsgräns,

3. Smältgräns, 4. Ursprunglig fogyta. 5. Svetsgods, 6. Inträngningszon, 7. Omvandlingszon,

8. Strukturändringszon, 9. Opåverkat grundmaterial.

Ytan innanför smältgränsen är den del av svetsen som har varit helt uppsmällt. När denna del

stelnar kommer den att ha relativt homogena egenskaper. Området omkring fogen kommer att

påverkas av värmen, därav namnet. Denna påverkan är delvis av härdande, och delvis av

anlöpande karaktär. Resultatet blir att svetsen får olika hårdhet tvärs svetsen. Den

värmepåverkade zonens storlek beror på hur mycket värme man har tillfört vid svetsningen. Ju

mer värme desto större värmepåverkad zon. Mer tillförd värme har fler nackdelar som

exempelvis ökade svetsdeformationer.

Svetsens hårdhet beror på hur mycket martensit fogen innehåller. Martensit bildas vid snabb

avkylning och gör fogen hård och spröd. Samtidigt vill man inte kyla för långsamt då det ger en

mjukglödgning av stålet. För att beskriva avsvalningsförloppet har man definierat tiden mellan

att stålet håller 800 grader Celsius till att det har svalnat till 500 grader som ∆t8-5. Avsvalningen

är starkt kopplad till sträckenergin. Den bestäms tillsammans med andra parametrar med hjälp av

standarden SS-EN 1011-2. Parametrar som där vägs samman är då bland annat svetsmetod,

framföringshastighet, kombinerad plåttjocklek och kolekvivalent.

Andelen kol har traditionellt haft stor betydelse för risken för kallsprickor. Även andra

legeringsämnen påverkar denna risk. Det liksom förekomsten av väte, då oftast i form av fukt.

Ur SS-EN 1011-2 får man då ut den sträckenergi som svetsen skall läggas med, förutsatt

grundmaterial och tillsatsmaterialets sammansättning. Sträckenergin ger även information om

hur svetsutrustningen skall ställas in, se ekvation 1.

(1)

Faktorn η är ljusbågens verkningsgrad, den beror av svetsmetoden men är oftast till 0,8.

8

Vid svetsnig behövs oftast någon form av fogberedning. Syftet med fogberedningen är att

blottlägga den yta svetsen skall fästa vid, och skapa åtkomlighet genom hela svetsen.

Fogberedningen kan även ha syftet att öka bredd djup förhållandet om det föreligger risk för

varmsprickning. Varmsprickning är när slagger i stelningsfronterna möts i mitten på en fog och

därigenom får den att spricka mitt i fogen.

Det finns en uppsjö av olika sorters fogberedningar, och dess namn är då valda efter den bokstav

den liknar. Några exempel visas i figur 2.

Figur 2 några exempel på fogberedningar.

En del fogberedningstyper är starkt kopplade till specifika svetsmetoder. Exempelvis I fog som i

princip uteslutande används till lasersvetsning, eller U fog som främst används vid

pulverbågsvetsning av grova gods. Alla fogberedda fogar ska per definition bli stumfogar efter

svetsning. Detta innebär att eventuella håligheter i fogen är att betrakta som diskontiniuteter eller

defekter. Fogtypen har dessutom en inverkan på svetsens förbandsklass som i sin tur styr vilken

utmattningshållfasthet fogen får. Där är X-fog överlägsen andra fogar [2].

Det finns många olika sätt att konstruktivt bygga ett T-förband. Det enklaste är att ställa plåtarna

på varandra och lägga en kälsvets. Detta sätt blir samtidigt det som ger sämst

utmattningshållfasthet då materialet uppför sig som att det har en spricka som sträcker sig genom

hela den yta som inte är genomsvetsad. Har man utmattningslast vill man ha ett genomsvetsat

förband, ett T-förband i stumfog. Detta kan normalt endast fås via någon form av fogberedning.

Den enklaste formen är att man skär den stående plåten som en V-fog. Bättre är dock om fogen

kan fogberedas som en halv X-fog, (även känd som K-fog), så som stumfogen är ritad i figur 2.

Fogutformning är dock en konst som måste anpassas till det enskilda fallet [8]. Bilaga 1 ger

exempel på hur ett T-förband kan utformas om man har problem med skiktbristning.

Vad innebär begreppet svetskvalitet? Kvalitet är ett subjektivt mått som sammanfattar en produkts egenskaper, man kan säga att det är

de egenskaper en produkt har som en kund är beredd att betala för som är kvalité. Man brukar

ofta tala om att en produkt har en hög eller låg kvalitet, men då kvalitet oftast är rent subjektivt

brukar detta inte tillskrivas något värde. När det kommer till svetsning domineras oftast

begreppet kvalitet av avsaknaden från defekter. Dessa defekter finns standardiserade i

internationell standard (SS-EN ISO 5817) och är således mätbara. Inom svetsning har man tre

kvalitetsklasser B, C och D. Det som anges i SS-EN ISO 5817 är toleranserna mot

diskontinuiteter, en diskontinuitet som överträder svetsklassens tolerans kallas en defekt. Men de

är bara de defekter som har betydelse för produkten i dess applikation som omfattas i det vi

upplever som svetskvalitet. En annan viktig del i kvalitetsmåttet är förmågan att kunna leverera i

tid, och att man kan lita på att det som har levererats uppfyller de krav man har ställt varje gång.

Ibland flyttar man ut den sistnämnda egenskapen utanför kvalitetsbegreppet och pratar istället

om att man vill ha en jämn kvalitet. Jag kommer att dela upp begreppet svetskvalitet på det sättet

då det delar upp problemet i två delproblem. Kvalitetssäkring delas på detta sätt in i tre delar.

Först måste man säkerställa att man beställt den kvalitet man behöver. Man får i bästa fall det

man har beställt, det är väldigt sällan man får något med egenskaper som överträffar det man

9

behöver, detta för att man talar om för sin leverantör vad man är beredd att betala för, allt annat

står det tillverkaren fritt att slarva med för att spara tid och pengar. Nästa steg är att säkerställa

att den leverantör man har anlitat har kompetens och kapacitet att leverera den nivå av kvalitet

man behöver. Det är även viktigt att man säkerställer att underleverantören bibehåller, och

utvecklar sina färdigheter över tid. Det sista och kanske viktigaste steget är en ankomstkontroll

där man verifierar att man verkligen har fått den kvalité man har beställt.

Att säkerställa att man beställer den kvalitet man behöver gör man bäst i samband med att

svetsfogen dimensioneras. Fogens dimension hänger nämligen ihop med dess kvalitet, särskilt i

utmattningssammanhang. Boverkets handbok om stålkonstruktioner, BSK 07, har ett kapitel om

just dimensionering av utmattningsbelastade svetsfogar.

Leverantörskontroll Att säkerställa en underleverantörs kompetens kan göras i flera olika nivåer. Ska man vara hård

kan man kräva att underleverantören är tredjepartscertifierad enligt SS-EN ISO 3834 av ett

ackrediterat besiktningsföretag. Ägnar man sig åt svetsning av produkter med höga

myndighetskrav på sig kan detta vara nödvändigt, men har man inte det kan man spara en hel del

pengar om man anser att man själv kan hålla ordning på sitt eget kvalitetsarbete. Man vill

kontrollera ordningen på verkstaden. En ordnad verkstad kommer att lämna ett bättre resultat

ifrån sig än en stökig. [1] Exempelvis kan användandet av en vanlig stålborste på ett rostfritt

material få katastrofala konsekvenser för produktens korrosionsmotståndsegenskaper. Felaktig

förvaring och hantering av svetspinnar eller fluxpulver kan ge upphov till vätesprickor. [3]

Felaktig hantering av stålämnen kan innebära att fel stålkvallite används i produkten. [1]

Utöver att skaffa sig en uppfattning av att det är rent och ordnat i svetsverkstaden bör man ställa

frågor om spårbarhet utifall man snabbt vill säkerställa att man har att göra med en seriös

svetsfirma. Ett svetsande företag som klarar av att hålla spårbarheten på sina ingående råmaterial

igenom sin produktion klarar i allmänhet av att hålla sina svetspinnar i värmeskåp och att förvara

fluxpulvret torrt osv.

Personalens kompetens är också en viktig faktor. På en seriös svetsfirma har svetsarna

genomgått svetsarprövning. Har detta skett ska det finnas svetsarprövningsintyg [1], [5].

Svetsarprövningen har en begränsad livslängd men kan dock förlängas av en förman som intygar

att svetsaren arbetar med svetsning och levererar ett gott resultat.

Mätning av svetsfog. Standarden SS-EN ISO 5817 innehåller en samling toleranser, men det är inte tillämpligt att

kontrollera alla därför har jag här valt att fokusera på de som har stor betydelse, och som är

praktiskt mätbara vid en ankomstkontroll.

Stumfogar ska per definition vara genomsvetsade. [8], [2] Den enkla metoden att kontrollera

detta är att leta efter rotvulsten på baksidan. Man bör dock ha i åtanke när man granskar öppna

profiler att om det finns åtkomlighet från båda hållen kan svetsaren fuska och svetsa från båda

sidor utan att fogbereda. Detta skulle då lämna ett stycke oigenomsvetsat material i mitten av

fogen. För att se det måste man tillgripa ultraljudsprovning, alternativt förstörande provning. [6]

Bindfel är en defekt som endast i undantagsfall godkänns i svetsklass D. Denna typ av defekter

hör till de inneslutna defekterna och är därför ganska svåra att kontrollera. Man kan se dem på

ultraljud, och ligger de relativt ytligt kan man se dem med magnetpulverprovning. Feltypen är

förknippad med kalla svetsmetoder, framför allt MIG/MAG. Detta för att dessa fel uppstår på

grund av för låg värmetillförsel. [3] Dessa fel är i regel systematiska och tyder på en olämplig

svetsprocedur. Dessa fel bör uppdagas vid svetsprover och förstörande provning. Dessa fel kan

dock även uppstå genom dålig avslaggning vid MMA-svetsning [3] samt om man svetsar på

oljig eller smutsig plåt, så bara för att man har en bra procedur behöver det inte nödvändigtvis

betyda att felet inte uppstår i en annan svetsverkstad.

10

A-mått mäter man med svetsmåttet. Definitionen på a-måttet är ”höjden i den största likbenta

triangel som kan inskrivas mellan fogytorna och toppytan [2] ” I svetsklass D Tillåts a-måttet att

vara hur mycket för stort som helst, men får ej vara 0,3mm+ 10 % av a-måttet mindre. Men max

2mm mindre än angivet a-mått, om plåten som sammanfogats har en tjocklek på mer än 3mm. Se

A i figur 3.

Figur 3, förklaring av olika svetsdefekter.

Tolkning av tillåtna avvikelser för a-mått enligt SS-EN ISO 5817, för plåtar tjockare än 3mm.

Svetsklass D C B

Avikelse

A-mått

+ Obegränsat

- 10 % +0,3 mm. Max 1

mm

+ 20 % +1 mm. Max

4mm

- 10 % +0,3 mm. Max

1mm

+ 15 % + 1mm. max

3mm

- 0

Procentsatsen är med avseende på a-mått i mm.

I samband med att man mäter a-måttet gör man även en uppskattning av svetsrågen. Svetsrågen

är den båge som reser sig ovanför triangeln som utgör a-måttet. Toleransen i 5817 är definierad

som ett bredd höjdförhållande mellan höjden på bågen och bredden hos kälfogen. Se B i figur 3.

Svetsklass D C B

Höjd på

svetsrågen

25 % + 1mm

Max 5mm

15 % + 1mm

Max 4mm

10 % +1mm

Max 3mm

Procentsatsen avser procent av fogens bredd.

Fattningskanterna ska helst vara jämna, standarden definierar en diffus vinkel som i praktiken är

omöjlig att mäta utan att förstöra detaljen. En tumregel säger att tumnageln inte ska fastna i

fattningskanten om man har tillräckligt jämn övergång. Det finns idag verktyg som med laser

läser av ytor, och genom en sådan avläsning kan programvara sedan uppskatta denna vinkel,

samt a-mått och andra defekter man traditionellt använder svetsmåttet till [7]. Smältdiken är en

defekt som beror på för hög energitillförsel. [9] De skapar små diken längs fogen invid

fattningskanten. Dessa kan mätas med svetsmåttet. Enligt SS EN 5817 får smältdikets djup

uppgå till 20 % av plåttjockleken i svetsklass D, 10 % i svetsklass C och 5 % i svetsklass B. I

klasserna C och B accepteras endast djup grundare än 0,5mm och i svetsklass D accepteras

11

endast djup under 1mm. I stumsvetsar kan även rotdiken uppstå, efter samma princip och

tolerans. Dock accepteras något djupare maxvärden. Smältdike visas som C i figur 3.

I början och slutet på en fog kan man få något som kallas ändkraterpipe. Detta är en fördjupning

i plåten, lite på samma sätt som ett smältdike, fast på andra ledden. Här accepteras ett djup på

20% av plåttjockleken för klass D, 10% för klass C. Dessa får dock inte vara djupare än 2

respektive 1 mm. För fogar i svetsklass B accepteras inte denna defekt över huvud taget.

Standarden säger inte så mycket om svetssprut. Denna typ av defekt har mest inverkan på

korrosionsskydd och estetik. Därför ger till och med standarden utrymme att göra en subjektiv

bedömning här. I standarden finns det angivet gränsvärde för porer och metalliska

inneslutningar. Det finns dock ingen kostnadseffektiv metod att mäta dessa utan här bör

avsyningsmannen gå efter erfarenhet. En fog ska i huvudsak vara jämn och fin. Min

rekommendation är att man vid avsyningsstationen har ett par referensfogar som

avsyningspersonalen kan jämföra med. Fogar som har en godtagbar yta. Personal som ägnar sig

åt avsyning av svetsat gods bör vara utbildade enligt krav i SS-EN ISO 3834. De utbildningarna

är riktade att förstå SS ISO 5817 och SS-EN 970, samt att praktiskt kunna använda de verktyg

som behövs för att utföra sitt avsyningsarbete. Dessa kurser brukar i regel ta två dagar i anspråk.

Utrustning För att mäta svetsfogarna och eventuella defekter har ett svetsmått av modell Bridgecam cat 4

använts i kombination med skjutmått en bild på svetsmåttet visas i figur 4. Något som påpekades

av Eco-Logs avsyningspersonal är att svetsmåttet i många fall är för stort och klumpigt för att

användas rent praktiskt. Det är ofta även så att enklare svetsmått som endast mäter a-mått är

svåra att få in för att mäta en del fogar. Mitt förslag är att man använder svetsmåttet för att

kalibrera sitt ögonmått. Dvs man använder svetsmått där det går och bygger därigenom upp en

erfarenhet så att man med ögonmått kan avgöra om a-måttet är av rätt storlek. Svetsfogar

placerade på ställen där det är svårt att komma åt att mäta är även svåra att tillverka på ett

tillfredställande sätt, av detta skäl bör sådana placeringar undvikas. I de fall det inte går att

undvika bör man dimensionera fogen med sådana marginaler att en lägre svetsklass kan väljas.

Figur 4 Bridgecam cat 4

12

För att se rotsidan på genomsvetsade förband användes ett billigt endoskop Exibel 36-3804.

Detta endoskop är egentligen endast en webbkamera på en flexibel slang. För att få skarpa bra

bilder med detta endoskop krävs en hel del tålamod. Dessutom kan det vara svårt att veta vad det

är man ser. Det finns väsentligen bättre mekaniska endoskop på marknaden, det endoskop jag

använde marknadsförs till hemmafixare och säljs av en av våra större järnhandlarkedjor. I

förhållande till andra endoskop jag har hittat var det väldigt billigt. Jag förutsätter att de dyrare

endoskopen ger en klarare bild vilket skulle underlätta för avsyningspersonalen att avgöra vad de

ser. Endoskopet visas i figur 5.

Figur 5 Endoskop Exibel 36-3804

Alternativ oförstörande metod är ultraljudsprovnig. [6] Den provmetoden kan förvisso säga mer

om bland annat inneslutna porer och ge ett mer exakt inträngningsdjup. Men den kräver mer

kvalificerad personal, särkilt de billigare UT utrustningarna vilka kräver en manuell tolkning av

rådata. Dessutom är det så att små porer och slagginneslutningar i allmänhet inte är något större

problem i denna applikation, och att man vid normal dimensionering antingen har en kälfog, som

då inte har så mycket inträngning, eller att man har en stumfog som då har fullständig

inträngning, mellantinget med ett specifikt inträngningsdjup hör till ovanligheten vid normal

dimensionering.

WPS För att säkerställa att tillverkning sker på ett korrekt sätt skriver man svetsdatablad. WPS

(Welding Procedure Specification). Dessa dokument styr i detalj hur tillverkning av en detalj ska

gå till. Dokumentet kan upprättas på flera olika sätt, men den normala arbetsgången är genom att

man provar ut en metod att åstadkomma en given fog. De parametrar som man använder för att

tillverka sitt provstycke skrivs i ett dokument som kallas pWPS, (preWPS). Detta provstycke

utsätter man för förstörande provning, och utfallet av provningen ger svar på om de parametrar

man har skrivit in ger en felfri svets. Har man en uppsättning parametrar som ger ett godtagbart

resultat kan man från sin pWPS skapa ett dokument som kallas WPQR (Welding Procedure

Qualification Record). Utifrån det dokumentet kan man då inom ett givet intervall skriva nya

kvalificerade svetsdatablad (WPS) för de fogar man ska ha i sin tillverkning.

De vägar man kan kvalificera en WPS är genom:

Kvalificering med svetsprocedurkontroll

Kvalificering genom provat tillsatsmaterial för svetsning

Kvalificering genom tidigare erfarenhet av svetsning

Kvalificering genom standardprocedurkontroll

13

Kvalificering genom utfallsprovnig

Svetsdatablad bör upprättas av en diplomerad svetsingenjör IWE (International Welding

Engineer) och idealiskt sker detta i dialog mellan företagets IWE och svetsare. Men i de fall då

företaget inte har någon svetsingenjör finns det konsulterande svetsingenjörer som kan upprätta

svetsdatablad. Är man ett företag som ägnar sig åt kvalitativ svetsning bör man ändå ha en IWE

som nyckelperson för just svetskvalitetsfrågor. Jag har tagit fram en WPS för T-förband i

stumfog anpassad för den provstruktur som utvecklades. Även fast den är en riktig WPS och

skulle fungera för att tillverka just den provstrukturen som utvecklats under exjobbets gång bör

den WPS:en ses som ett exempel och inte användas i industriell produktion. Som referens till

min WPS har jag använt Fogningshandboken (SSAB), Svetsning av Stål (SiS) Svetsstandard

Personal och procedurer (SiS), SS-EN 1011-2

WPS:en finns bifogad som bilaga 2

14

Genomförande

Inledningsvis hölls interjuver med Eco-Logs personal för att fastställa nuläget. Att fastställa hur

de har upphandlat svetsfogar och på vilket sätt de var missnöjda med utfallet. Det är kring dessa

interjuver problemställningen är formulerad. Efter att ha etablerat ett nuläge skapades även ett

bör-läge, ett önskvärt läge att eftersträva att nå.

Något som är viktigt att tänka på när man projekterar kvalitetsarbete är att kvalitet är något man

måste arbeta med löpande. Själva kvalitetsarbetet är inte lämpligt att sköta i projektform då

kvalitet är flyktigt och försvinner så fort man slutar att arbeta med den. Däremot kan verktygen

som man använder för att arbeta med kvalitet tas fram i projektform. Eco-Log hade redan rutiner

för att bedöma underleverantörer vid leverantörsbesök. Dessa var utformade för att passa för

kontroll med avseende på ISO 9001. Dessa kompletterades med kontrollfrågor för att utvärdera

om de arbetar efter ISO 3834. Utöver att komplettera rutinerna för leverantörsbesök skapades en

ankomstkontroll. Vid ankomstkontrollen granskas ankommande gods så att det följer EN-ISO

5817. Kontrollen är av stickprovskaraktär och är tänkt att fånga upp om någon underleverantör

upphör med sitt kvalitetsarbete. Mängden kontroll styrs av hur mycket felfritt gods

underleverantören har levererat och den merkostnaden kontrollen medför läggs till leverantörens

anbud vilket då straffar billiga leverantörer som inte är tillförlitliga till förmån för dyrare

leverantörer som levererar felfritt gods från början. Kontrollen drivs även en viss mån av det

kvalitetsarbete underleverantören visar på att de utför.

För att verifiera att framtagna metoder ger resultat skapades en generisk detalj vars enda syfte

var att sågas upp till provbitar. Provstyckena man får ur den itusågade detaljen blir då

standardiserade provbitar som motsvaras av provstycken enligt ISO 15614-1. Den generiska

detaljen är vidare utformad så att man endast kommer åt att svetsa på ena sidan av det T-förband

som provstycket är utformat för att prova. Önskvärt är att få ett genomsvetsat förband, vilket är

utskrivet på ritningen genom att sätta ett s-mått som medför att inträngningsdjupet skall vara

igenom hela fogen. För att uppnå ett genomsvetsat förband krävs i princip att man fogbereder

fogen med halv V-fog. (Möjligtvis kan även ett genomsvetsat resultat uppnås med

lasersvetsning, men denna svetsmetod är idag inte industriellt konventionell i denna godstjocklek

och materialkvalitet.) Men val av fogberedning har överlåtits till tillverkaren för att testa deras

kunskaper ytterligare. Detaljen är därutöver utformad att uppfattas som en substruktur av

bärande karaktär.

Provstycket granskades okulärt för att prova de avsyningsmetoder som är tänkta att användas. A-

måttet mättes upp med svetsmått, och fogytan undersöktes okulärt. För att se om fogen var

genomsvetsad användes ett endoskop. Avsaknaden av rotsvulst gjorde att det misstänktes att

fogen ej var genomsvetsad. Hypotetiskt skulle man kunna ha verifierat att fogen ej var

fullständigt genomsvetsad med ultraljudsprovning som oförstörande metod. Men då

ultraljudsprovning kräver dyr provningsutrustning och specialiserad personal ansåg jag att detta

var en för dyr metod att rutinmässigt lägga in i avsyningsrutinerna. Jag vill ändå nämna den

metoden som möjlighet, metoden utvecklas fortfarande och blir billigare. För att verifiera

resultaten från den oförstörande avsyningen tillgreps förstörande provning för att se att de

resultat som ficks av den oförstörande provningen överensstämmer med verkligheten. Som

förstörande provning användes brytprovning enligt EN 1320 och en enklare form av

metallografi. Det metallografiska provet gav tydlig indikation på att förbandet ej var fullständigt

genomsvetsat. Uppskattningsvis hade provet en inträngning på blygsamma 2,5 mm. Brytprovet

bekräftade den blygsamma inträngningen. Men därutöver avslöjade brytprovet att fogen som

kälfog betraktad var klandringsfri. Vid närmare granskning av svetsfogarna tycks alla fogarna

kunna uppfylla svetsklass B. Trots att fogarna som håller flänsarna är ritade som kälfogar av

klass C. Detta tyder på att svetsaren uppenbarligen inte har förstått ritningen fullt ut utan har lagt

en så bra fog han kan göra runt hela detaljen. Enligt min bedömning håller den fogen svetsklass

15

B vilken är den högsta svetsklassen i EN ISO 5817. Problemet med detta, utöver att detta skulle

ha varit en stumsvets är att man då inte vet kom svetsaren kommer att hålla samma höga kvalitet

även på andra detaljer, eller om nästa svetsare hos underleverantören svetsar lika bra. Detta ger

upphov till ojämn kvalitet.

Lösning med betygssystem. Jag har valt att lösa uppföljningen av underleverantörernas kvalitetsnivå genom att ge dem ett

betyg. Betygssystemet administreras av det företag som köper svetsfogar och drivs då av den

tillförlit man kan sätta till det företag man arbetar mot. Betygssystemet är uppdelat i tre klasser

som svarar mot de tre kravnivåer som finns i SS-EN ISO 3834. Syftet med att dela upp

betygsskalan i dessa tre klasser är att alla typer av svetsarbete inte kräver samma höga nivå på

kvalitet. Detta är en vägledning när man upphandlar. Eco-Logs produkter innehåller svetsfogar

av djupt skiljda karaktär, allt från fogar där svetsfogens utformning är mer av estetisk betydelse i

fästelement till lätta föremål som lyktor och andra detaljer, till kraftigt påkända

utmattningsbelastade fogar i kranarmar där brott kan få katastrofala konsekvenser. Genom att

betygsskalan är indelad i dessa tre fack kan inköpsingenjören titta på det för det aktuella fallet

relevanta betyget. Betyget drivs av mängden felfritt levererat gods. När målen för att uppnå ett

betyg har uppnåtts får underleverantören det högre betyget fram till dess att denne har uppnått

betyg A som är det högsta. Den drivande faktorn är då leverans av felfritt gods, det är osannolikt

att de andra delmålen skulle upphöra. När kedjan av felfritt gods bryts sänks betyget ett steg.

Nya leverantörer kommer in på betyg E. Det finns principiellt inga krav för att uppnå betyg E,

men ett betyg F har lagts till i betygsskalan som en slags svartlistning av oseriösa aktörer Eco-

Log inte vill ha något mer att göra med.

Betyg Klass III Klass II Klass I

A Certifierade enligt 3834-4 +

Felfri leverans av detaljer för X SEK

Certifierade enligt

3834-3

Felfri leverans av

detaljer för X SEK

Tredjepartcertifiering

enligt 3834-2

Felfri leverans av

detaljer för X SEK

B Felfri leverans av detaljer för X SEK Certifierade enligt

3834-4

Felfri leverans av

detaljer för X SEK

Certifierade enligt

3834-3

Felfri leverans av

detaljer för X SEK

C Acceptabelt intryck vid besök +

Felfri leverans av detaljer för X SEK

Felfri leverans av

detaljer för X SEK

Certifierade enligt

3834-4

Felfri leverans av

detaljer för X SEK

D Redovisa någon form av

egenkontroll + Felfri leverans av

detaljer för X SEK

Acceptabelt intryck vid

besök +

Felfri leverans av

detaljer för X SEK

Acceptabelt intryck

vid besök +

Felfri leverans av

detaljer för X SEK

E Inget krav

Inget krav Inget krav

F Motvilja att åtgärda brister i kvalitet

eller försök att dölja brister.

Motvilja att åtgärda

brister i kvalitet eller

försök att dölja brister.

Motvilja att åtgärda

brister i kvalitet eller

försök att dölja

brister.

I-klass betyg är betyg i lämplighet att svetsa detaljer med höga krav. Höga krav är detaljer med

viktiga säkerhetsfunktioner som exempelvis överrullningsskydd, eller detaljer som är hårt lastade

som exempelvis kranarmar. II-klass betyg är påkända detaljer av mer allmän karaktär. Här

16

återfinns bland annat ramar som förvisso är påkända, men inte utsatta på samma sätt som

exempelvis kranarmar. III-klass betyg är för övriga detaljer. Dessa detaljer är inte påkända på

samma sätt som exempelvis ramarna. Här är detaljer som luckor, gångjärn till luckor, fästen till

lyktor. Gemensamt för dessa detaljer är också att de ofta beställs i något större serier. I

betygsskalan finns det utöver krav på felfria leveranser även andra krav. Dessa krav att arbeta

med kvalitet är tänkta att sporra underleverantörerna att få igång sitt eget kvalitetsarbete, och

framför allt att få dem att arbeta efter standard. Den uppmärksamme ser här hur kraven styr in

tillverkaren mot en kravnivå i SS-EN ISO 3834. De tre klasserna svarar helt enkelt mot de tre

kravnivåerna som finns i 3834.

Mängden provning styrs av betyget, och omfattningen av provningen styrs av klassen. I alla

hänseenden sker avsyningen mot SS-EN 5817 som är en toleransstandard för svetsdefekter. För

III-klass detaljer görs en okulärbesiktning för att avgöra om de är ok eller inte. I regel är de

estetiska kraven för dessa detaljer högre än de faktiska hållfasthetskraven. II-klass detaljer

granskas djupare okulärt. Bland annat kan dessa detaljer inkludera slutna strukturer som man då

granskar inifrån med endoskop. Då fogarna i detta fall har en större hållfasthetsmässig betydelse

mäts fogarna där det är möjligt med svetsmått. I-klass detaljer ges samma noggranna granskning

som II-klass detaljer. Men utöver det kan dessa vissa särskilt utsatta fogar provas externt med

magnetpulver eller ultraljudsprovning.

Betyget styr hur mycket provning underleverantören ska utsättas för. En leverantör med betyg D

i III-klass granskas till 75 % dvs. att levererar de en låda med 100 gångjärn ska 75 st. av dem

granskas okulärt innan de tillförs monteringslinjen. För att gynna leverantörer som levererar

felfria detaljer straffas leverantörer med sämre betyg genom att lägga på en schablonsumma för

kostnaden av granskningen samt risken att få ut defekta produkter i monteringslinjen som i sin

tur genererar kostnader i form av produktionsstop eller i värsta fall skador på varumärket om en

defekt detalj kommer ut på marknaden. Det är bra om man informerar sin underleverantör att

man värderar kvalitet på det sättet, och att man även ger den feedbacken då något har varit dåligt

så att underleverantören själv blir medveten om sina kvalitetsproblem och kan åtgärda dem.

Betygssystemet behöver trimmas in över tid. Både kriterierna för hur mycket felfritt gods som

krävs för att avancera, och mängden provning betyget ska kräva. Dessa är nyckeltal kopplade till

risktagande som bör sättas på ledningsnivå. Det är även naturligt att dessa förändras över tid. Det

är inte heller självklart att betygsskalan är linjär, eller proportionell mot provningsskalan.

Teststruktur För att kontrollera hela underleverantörskedjan har jag tagit fram en provstruktur som verifierar

att alla delmoment från svetsarens kompetens till underleverantörens egenkontroll fungerar.

Strukturen har en form som är tänkbar som substruktur i ett större ramverk för att inte väcka

misstanke om att det är fråga om ett prov. Men den är uppbyggd för att kunna sågas isär till

standardiserade provstycken för T-förband enligt EN ISO 15614-1. Förstyvningsdetaljerna är

ritade med en lägre svetsklass vilket innebär att man även får en referens på hur de svetsar både

klass B och C. Figur 6 visar hur teststrukturen är utformad. Ritningen var ritad för att efterlikna

de ritningar som normalt skickas ut till underleverantörerna. När examensarbetet utfördes

utgjorde ritningen allt tillverkningsunderlag. På ritningen är T-förbandet ritat som en kälfog där

fullständig inbränning är definierad genom att inträngningsdjupet är beskrivet med ett s-mått

som då går igenom hela fogens tjocklek. I efterhand har det dock visat sig att s-måttet är ett

ganska dåligt mått att sätta på en ritning. Bland annat för att det inte är helt entydigt. För just

kälfog har SiS och SSAB olika definition på vilken sträcka som avses. Jag har gått strikt på SiS

definition då de trots allt är standardiseringsorgan i Sverige. Använder man SSAB:s definition

med den måttsättning jag har gjort får man ett inträngningsdjup som är djupare än

grundmaterialets godstjocklek, något som helt enkelt inte är möjligt. Mathias Lundin på

svetskommissionen anser att man borde ha satt ut en icke måttsatt halv Y-fog istället då dessa

17

per definition är stumfogar, och avsaknaden av måttsättningen innebär att underleverantörens

svetsingenjör då måste dimensionera fogberedningen själv. Men för att göra ritningen

representativ valde jag som sagt att sätta ut s-måttet då det även prövar underleverantörens

förmåga att läsa ritningar, och att fråga om något på ritningen är oklart. Om

tillverkningsunderlaget för provstrukturen är bättre än det tillverkningsunderlag man skickar för

sina produkter som sedan ska gå vidare till kund förstör man hela syftet då

tillverkningsunderlaget kan ha en avgörande betydelse för det resultat man får.

Figur 6 teststruktur

För att få standardiserade testbitar sågas strukturen upp enligt schema i figur 7. Fogarna i

svetsklass C undersöktes okulärt, samt mättes med svetsmått. Men utsattes aldrig för mer

avancerad provning. Då de drygt 1 meter långa provstyckena kunde bära mer last än vad

provningsutrustningen kunde tillfoga sågades de upp i smalare bitar som då numrerades.

18

Figur 7 uppdelningsschema för provstrukturen.

Mer utförliga ritningar för teststrukturen och dess ingående delar finns bifogade som bilaga 3.

Provning Provstycket undersöktes okulärt med de metoder som beskrivs under kapitlet mätning av

svetsfog. Först utvändigt genom att mäta fogen med svetsmått och skjutmått, därefter invändigt

med endoskopet. Resultaten följer i kapitlet resultat. Efter att den okulära granskningen av

provstycket gjordes sågades provstycket upp för att utföra förstörande provning. En av

ytterkanterna polerades upp för att utföra en ytterst begränsad metallografi. Syftet var att

kontrollera huruvida förbandet var genomsvetsat, något som syntes utan etsning och mikroskop

varför dessa steg i fullständig metallografi utelämnades. Därefter utfördes brytprovning enligt

EN 1320. Dessa utfördes genom att utskurna provstavar fästes i ett skruvstäd och bröts med hjälp

av en slägga.

WPS En WPS upprättades som facit till provstrukturen. Syftet var främst att använda den som ett

exempel för att på ett pedagogiskt sätt förklara för företaget vad en WPS är. Tanken var även att

i mån av tid använda WPS:en vid upphandling av ett annat provstycke för att på så sätt se

skillnaden i utförande, men detta skedde inte.

WPS:en bifogad i bilaga 2 är inte kvalificerad, men den är upprättad för att ge en lagom

värmetillförsel enligt SS-EN 1011-2, och svetsas med lämpliga tillsatsmaterial och skyddsgaser i

ett grundmaterial som frekvent används.

Tillsatsmaterial är valda efter ESAB:s rekommendationer med förutsättning att teststrukturen

skall svetsas med MAG. Samtliga seriösa tillverkare av tillsatsmaterial har rekommendationer

som spänner upp ett processfönster ihop med beräknad värmetillförsel, som svetsaren skall hålla

sig inom.

19

Resultat

I all form av kvalitetsarbete kommer det stora resultatet med långt eftersläp i form av att kvalitén

på slutprodukten höjs. Dessa resultat kan inte examensarbetet vänta på. Däremot kan de resultat

från den provning som utförts redovisas redan nu.

Okulärbesiktning När alla fogar på provstycket kontrollerades för defekter enligt SS-EN 5817okulärt med de

oförstörande provmetoder som är tänkta att användas i produktion hittades bara ett för stort a-

mått. Detta fel var genomgående längs båda längsgående fogarna. Det övre gränsvärdet för a-

måttet enligt standard är 4.25mm jag får uppskattat a-mått till närmare 5mm. Värt att notera är

att det inte var någon större skillnad i utförande mellan de två fogar som var inritade med

svetsklass B, mot de som var inritade med den lägre svetsklassen C. Antagligen har svetsaren här

inte märkt att det är två olika svetssymboler på ritningen.

Endoskopi Det endoskopiska provet visade avsaknad av rotvulst på baksidan av fogen vilket antyder att

fogen inte är fullständigt genomsvetsad vilket den borde vara. Figur 8 visar ett avsnitt av den

endoskopiska undersökningen. På bilden syns övergången mellan de två plåtarna, samt en

häftsvets som svetsaren har lagt för att fixera plåtarna i förhållande till varandra. Om fogen hade

varit genomsvetsad hade rotsidan på svetsen legat i skarven mellan plåtarna. Den hade varit

längre än häftsvetsen som syns i bild, men min bedömning är att den ändå hade varit tydlig.

Figur 8 utdrag ur endoskopisk undersökning. Man ser här avsaknaden av genombränning(1)

samt en häftsvets på insidan (2)som ger en uppfattning om hur stor signatur genombränningen

borde ha givit.

(1)

(2)

20

Makroskopi Det utfördes ett prov av makroskopisk karaktär för att verifiera att fogen inte var genomsvetsad.

Provet polerades, och gav en så tydlig indikering på att fogen ej var genomsvetsad att det ej var

nödvändigt att ta till mikroskop.

Brytprovning Det var uppenbart att underleverantören hade missförstått ritningarna till provstrukturen för de

två längsgående svetsfogarna som var uppritade med full inträngning hade ett inträngningsdjup

på några knappa millimeter. Däremot var de riktigt bra svetsade som kälsvetsar och brytbrovet

visade inte på något klandringsvärt om man såg dem som just kälfogar. Okulärt granskades

samtliga fogar och de var fria från defekter enligt 5817. Brytprovningen gav ett duktilt brott i

HAZ, vilket tyder på att fogen är fri från främst bindfel, men även andra inre defekter. Däremot

visade brottytan en terrass struktur, se figur 9, vilket tyder på att det finns problem med

skiktbristning [3], se bilaga 1.

Endast ett prov sågades ut helt med kallsåg som standarden föreskriver. Då den provberedningen

sliter så på provberedningsutrustningen skars resterande provbitar ut med kaprondell vilket

medför en uppvärmning av materialet som jag har ansett varit liten.

Figur 9 visar brottyta efter brytprov.

21

Diskussion och slutsats

Då underleverantören uppenbarligen missförstod ritningen och svetsade som de trodde att det

skulle vara illustrerar detta vikten av att vara noggrann och tydlig med sitt tillverkningsunderlag.

Kravet på tydligt tillverkningsunderlag ökar då man kostnadseffektiviserar genom att söka sig till

verkstäder längre bort.

I tillverkningsunderlaget bör det utöver ritning följa med en WPS eller motsvarande. Även om

det vore önskvärt, är det kanske inte nödvändigt att det är en kvalificerad WPS, men något

dokument att gå tillbaka till om det blir fel. Att upprätta WPS:er för alla fogar är sannolikt ett

ganska stort arbete, så här är min rekommendation att börja med att upprätta WPS:er i samråd

med betrodda underleverantörer för de mest kritiska fogarna, och på det sättet bygga upp en

erfarenhet av att använda just WPS:er.

Högre kvalitetskrav ställer samtidigt högre krav på sin granskning. Om man kan gå över från

kälfogar till stumfogar kan man samtidigt sänka kravet på fogens utförande. Genom att ha en

högre acceptans mot defekter får man i sin tur en robustare produkt då eventuella fel går lättare

att hitta.

Lite oväntat uppstod problemet med skiktbristning, se bilaga 1. Risken att få problem med

skiktbristning är ytterligare en bra anledning att undvika att lägga kälfog. Man kan kritisera

utförandet av brytprovningen då provstavarna enligt standard skall kallsågas ur provstycket. Ett

av proven kallsågades ut, men övriga sågades ut med kaprondell. Jag anser att då provstavarna ej

avsågs för slagprovning, hade den lilla värmetillförseln ingen betydelse för provningsresultatet.

Det huvudsakliga motståndet mot genomsvetsade förband är att de skulle kräva kostsam

fogberedning. Detta måste inte nödvändigtvis vara sant. Då även skärmaskiner har utvecklats

finns möjligheten att snedskära plåten, vilket i sin tur ger möjlighet att fogbereda i samband med

att plåten skärs till. Om detta blir dyrare eller inte bör utredas vidare. Samma fortsatta

frågeställning påträffade jag i examensarbetet: “The load carrying unit of articulated haulers -

Analysis of the welded connections Växjö Universitet.” I det examensarbetet som utfördes åt

Volvo CE antydes det att man kunde spara pengar genom att lägga mindre fogar med djupare

inträngning. Jag vill föreslå att man går vidare i spåret att ha fullständigt genomsvetsade fogar

vilket sannolikt kommer att medföra en besparing som överstiger kostnaden för att fogbereda i

många fall. Vinsten kan även komma i minskad maskinvikt då resultatet bör bli mindre men

starkare fogar.

Då den underleverantör som utretts kan erbjuda så otroligt låga priser, lägre än vad konkurerande

inhemska entreprenörer säger sig kunna köpa råmaterialet för, har jag en misstanke om att de i

sin tur har låga inköpspriser på stål. Då är det tänkvärt att man köper skärning och bockning av

dem, och därefter låter ett inhemskt företag svetsa. I alla fall de lite svårare fogarna som i

dagsläget ibland behöver svetsas om på fabrik här i Sverige. Betygssystemet behöver fortfarande

trimmas in. Dessutom behöver alla svetsande underleverantörer Eco Log arbetar med idag föras

in i systemet så att det kan börja användas.

Slutsats Var tydlig i ditt tillverkningsunderlag, Underlaget bör vara entydigt och beskriva exakt vad som

accepteras. Ett gott led i detta är att beskriva för underleverantören hur arbetet önskas vara

genomfört via en WPS.

Kontrollera att det du har fått motsvarar det du har beställt, svetsbranschen är en bransch med

många oseriösa aktörer vilket innebär att man inte alltid kan lita på att man får den kvalitet man

har beställt.

22

Obesvarade nya frågeställningar Blir det dyrare med stumfog – är det värt det?

Betygssystemet behöver trimmas in, vilka gränser är optimala?

Kan billigare underleverantörer göra delar som dyrare leverantörer sedan gör klart?

23

Erkännanden

Här vill jag passa på att tacka de personer som har varit till stor hjälp i mitt examensarbete.

Först vill jag tacka Joakim Hedegård på swereaKIMAB, och Mathias Lundin på

Svetskommissionen för den snabba hjälpen angående hur man bör rita ett genomsvetsat förband

utan att bestämma fogberedning på en ritning.

Jag vill tacka min handledare Håkan Berglund på Eco-Log som utöver att ha givit mig den

handledning jag behöver även har lärt mig hur företag verkligen fungerar i praktiken.

Jag vill även tacka min uppdragsgivare Pontus Linderholm, som inte bara var intresserad av de

resultat jag ger som företaget kan använda, utan även att det går bra för mig och att denna

rapport blir välskriven.

Slutligen vill jag även tacka min handledare på KTH, Lars Wallentin som har granskat min

rapport, och även har varit ett stöd när det har behövts.

24

Referenser

1. A. Kihlander. Kvalitetssäkring vid svetsning. SiS Förlag. (2006)

2. Boverkets handbok om stålkonstruktioner, BSK 07. Boverket. (2007).

3. N. Hannerz. Svetsningens Materialteknologi. (2002).

4. Svetsning av stål. i SiS handbok 15 utgåva 3:2006. SiS Förlag. (2006)

5. Svetsstandard Personal och Procedurer. SIS Handbok 530:2007. SiS Förlag. (2007).

6. C. S. Bajdev Raj. Non-destructive testing of welds. Alpha Science International Ldt. (2000).

7. Micro Epsilon. Hämtat från http://www.micro-epsilon.co.uk(den 05 05 2010).

8. C. Olsson. Konstruktionshanbok för svetsade konstruktioner. Liber Förlag. (2007).

9. Fogningshandboken. SSAB Tunnplåt. SSAB. (2004).

10. Eco-Log www.eco-log.se

25

Bilaga 1 Skiktbristning

I plåt av något lägre kvalitet finns det inneslutningar av diverse ickemetalliska slaggprodukter. I

valsningsprocessen plattas dessa slaggprodukter, främst av svavel ut till platta skikt.

Vid laster parallellt med plåtens ytor är dessa inneslutningar inget problem, de utgör helt enkelt

en så liten andel av tvärsnittet att de inte får någon inverkan på materialets hållfasthet. Men

belastas plåten i drag vinkelrätt mot plåtytan leder dessa små skikt av inneslutningar till att plåten

spricker. Dels för att dessa små skikt i denna riktning är förhållandevis stora, men även på grund

av att de är så tunna får de dessutom en avgörande betydelse då det ger vassa sprickspetsar vid

utmattning.

Det finns två vägar att gå för att undvika denna feltyp. Den ena vägen är att använda såkallad z-

plåt. Denna tillverkas antingen genom att tillsätta tillsatser som gör att svavelinneslutningarna

blir hårda vilket innebär att de inte plattas ut i valsningsprocessen. Den vanligaste åtgärden är

dock att man tillsätter kiselkalcium i pulverform i en jetstråle av argon ned i götet. Detta får

svavlet att krypa ut till toppslaggen, eller till skänkens infodring, och utgör på så sätt inte längre

något problem för stålet.

Den andra vägen att gå är att tillse att man har genomsvetsade förband. Problemet med denna

lösning är att det inte räcker med att den plåt man svetsar fast blir genomsvetsad, utan det viktiga

i det här sammanhanget är att den plåt som ska belastas i sin tjockleksriktning blir genomsvetsad.

Se fogberedning i bild nedan.

WPS nr:

Sida:Upprättad av: Datum:

Produkt: Kvalificerad efter standard:Underleverantör:Kvallitetsklass: WPQR:Grundmaterial: Grupp: Plåttjocklek:

A: mmB: mm

Förhöjd arbetstemperatur °C Max mellansträngstemperatur °CRotstöd:Fixtur:Häftning: Mejsling:Arbetstemp: °CHäftlängd: mmHäftor per meter:

Anmärkningar:

Tillsattsmaterial Storlek Klass Gas / Pulvermm Gasflöde l/min

Ström Matning Utstick Späning Framföring Energi Pendlingtyp A m/min V m/min kJ/mm anm

Sträng nr Svets procedur

Sträng nr

Svetsdatablad (WPS)0

0Stefan Ivarsson 0

Teststruktur pWPS - Ej kvalificerad

B

S355J2G3S355J2G3

1 111 11

20 250

2025

2

22

Häftning avses med första strängen. Vidsvetsning bör fogen på andra sidan avstrukturen svetsas samtidigt för att undvikasvetsdeformatoner.

12-N

136136

1,21,2

Ok Autorod 12.51Ok Autorod 12.51

EN-ISO 14341-AEN-ISO 14341-A

MISON 25 EN M21MISON 25 EN M21

12-N

DC+DC+

175-215190-230

6.30-7.306.50-7.90

20mm20mm

23.0-25.024.0-26.0

0.17-0.210.20-0.24

0.9-1.50.9-1.5

WPS nr:Sida:

Upprättad av: Datum:Rotgas: Flöde: l/minYtterligare tillsatser eller fluxer:Konfiguration:Efterliggande värmebehandling:

Torkning och hantering av tillsattsmaterial: Fogberedning:Efterbearbetning:

Övrig information:

Svetsansvarig DatumDatum/signatur Signatur

Leverantör

Svetsdatablad (WPS)

Vi bekräftar att våran verkstad är utrustad för att svetsa efter denna WPS.

Vi bekräftar att denna WPS är verifierad enligt SS-EN 15614-1

00

Stefan Ivarsson 0

Ingen

Fogbered halv V-fogSvetsa båda längsgående fogarna samtidigt, alternativt en sträng på vardera fog åt gången,

1:10

DRAWNCHECKEDENG APPRMGR APPR

UNLESS OTHERWISE SPECIFIEDDIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS

ANGLES ±X.X°2 PL ±X.XX 3 PL ±X.XXX

NAMEStefan Ivarsson

DATE12/09/09 SOLID EDGE

UGS - The PLM CompanyTITLE

Provstycke 3-22mm

SIZEA3

DWG NO REV

FILE NAME: Provstycke3-22mm.dft

SCALE: WEIGHT: SHEET 1 OF 1

REVISION HISTORY

REV DESCRIPTION DATE APPROVED

s18a3 B2 PLACES

a5 D

a5 C

a5 Ca5C

a5C

44

31

11

21

Item Number DocumentNumber

Title Material Quantity

1 Platta S355J2G3 1

2 Rygg S355J2G3 1

3 Lock 11mm S355J2G3 1

4 Förstyvning 11 mm S355J2G3 4

DRAWN

CHECKED

ENG APPR

MGR APPR

UNLESS OTHERWISE SPECIFIEDDIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS

NAME

Stefan Ivarsson

DATE

12/10/09

TITLE

PlattaSIZE

A4DWG NO REV

FILE NAME: Platta3-22.dft

SCALE: WEIGHT: SHEET 1 OF 1

ProjektionMaterial

1:10

350 11

1000

1350

150100

DRAWNCHECKEDENG APPRMGR APPR

UNLESS OTHERWISE SPECIFIEDDIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS

ANGLES ±X.X°2 PL ±X.XX 3 PL ±X.XXX

NAMEStefan Ivarsson

DATE12/10/09 SOLID EDGE

UGS - The PLM CompanyTITLE

Rygg

SIZEA3

DWG NO REV

FILE NAME: Rygg3-22.dft

SCALE: WEIGHT: SHEET 1 OF 1

REVISION HISTORY

REV DESCRIPTION DATE APPROVED

15015

0

11

1111 1350

1000

DRAWN

CHECKED

ENG APPR

MGR APPRUNLESS OTHERWISE SPECIFIED

DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS

NAMEStefan Ivarsson

DATE

12/10/09

TITLE

FörstyvningSIZE

A4DWG NO REV

FILE NAME: Forstyvning3-22.dft

SCALE: WEIGHT: SHEET 1 OF 1

ProjektionMaterial

100

134

R8

11

DRAWN

CHECKED

ENG APPR

MGR APPR

UNLESS OTHERWISE SPECIFIEDDIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS

NAME

Stefan Ivarsson

DATE

12/10/09

TITLE

LockSIZE

A4DWG NO REV

FILE NAME: lock3-22.dft

SCALE: WEIGHT: SHEET 1 OF 1

ProjektionMaterial

368

128

11